高中新课程化学情境创设的实践研究
衢州一中 毛杨林
[摘要]化学情境是指化学知识在其中得以存在和应用的环境背景,还包含能促进学生 全面发展的心理环境、群体环境和时间环境。良好的学习情境能激发学生学习化学的兴趣和 热情,并不断地提出问题,主动探究,合作学习,培养可持续发展的能力。研究中提出了情 境的6种功能和情境创设要遵循的几个基本原则,并从做实验产生奇特现象、介绍科学发现 史等角度提出了开展化学情境创设的15种方法。
[关键词] 实践研究 情境创设 高中化学 新课程
一、研究的缘起
1、背景与意义
良好的学习情境能吸引着学生进入一个充满问题、充满思考和研究的化学世界。普通高中化学新课程强调,要从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,积极创设化学情境,帮助学生认识化学与人类生活的关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感和参与意识,促进学习方式的多样化,发展高中学生自主获取知识的愿望和能力。
目前,新课程化学情境创设与教学,虽然有王祖浩老师主编的高中化学新教材《教学情境设计》一书参考,但各种情境的功能尚有待课堂实践检验,尚缺乏配套的原则和方法指导教师自己去创设情境。因此有些教师由于不善于创设化学情境,仍然实施抽象的说教式教学,只重结果,不重过程,搞题海战术,教学与情境脱离,学生学得被动、吃力、缺乏兴趣。也有些教师虽然应用情境教学,但效率不高,价值不大:有的情境缺乏目的性,对学生常起误导作用;有的情境缺乏典型性,“生活原型”的引入与化学内容格格不入;有的情境缺乏思考性,情节过于复杂、有趣,导致学生沉湎于情境之中;有的情境滥用多媒体,片面追求在音响、视觉上给学生全新的感觉,忽视了学生的化学思考。
如何创设情境和应用情境,已成为当前新课程化学教学面临的重大课题。 2、理论基础
建构主义关于情境学习理论主张:知识是学习者与情境互动的产物,且本质上深受活动、社会脉络及文化的影响,知识只有在它所产生及应用的活动与情境中去解释,才能产生意义。而学习知识最好的方法,就是透过在专业领域中以“认知学徒(Cognitive apprenticeship)”的方式来进行文化浸润(enculturation)。所以,个体必须置身于知识所在的情境、活动或社群中,透过观察、模仿、及一连串的实际活动,经过不断的试验、探索、操弄、反思及修正的历程,才能逐渐掌握住知识或技能的意义。
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我们认为,在化学教学中要从生活和实验出发,科学而有效地创设化学情境,营造促进学生全面发展的认知环境、心理环境、群体环境和时间环境,让学生在良好的情境中学习和应用化学知识,建构良好的认知结构,促进智力和情感发展。
二、研究经过和内容
自本课题立项以来,课题组成员便按照课题论证和课题方案有条不紊地开展化学情境的创设实践与研究工作,主要经过和研究内容为:
1、准备阶段
从2006年9月到12月,我们先后组织学习了《普通高中化学课程标准》 、《浙江省高中化学学科教学指导意见》、《教育中的建构主义》等10篇参考文献。并对王祖浩主编的《高中化学新教材教学情境设计》和网上发布的一些化学情境,进行学习、分析和研究,从中吸取他人创设情境的经验和教训。通过问卷调查和课堂教学观摩分析,初步掌握学生学习的现状和老师的教学现状,为课题顺利开展打下坚实的基础。
2、课题实施阶段
2006年12月至2007年7月,我们以自己所教的年级教学内容为载体,以自己任教的班级为研究样本,开设了30堂观摩研究课,广泛听取同组教师评价,总结各种情境的功能,提炼出创设情境的策略、原则、途径、方法,精选出近200个有价值的情境案例加以推广。
3、总结整理阶段
2007年8月至10月,整合各课题成员在各阶段的研究成果,撰写结题报告
三、研究结果
(一)情境功能的实践研究
1、真实生活的情境,能激发学生想学乐学
心理学研究表明:兴趣直接影响学生的学习动机。而引起学生兴趣的规律有两条:当所学知识能解决生活中与自己密切相关的疑问时;当所学知识揭示了自己习以为常的现象中新的涵义时。因此,在进行教学时,从学生熟悉的身边现象入手,紧密结合学生的生活实际创设教学情境,可使学生感受到身边的化学物质和化学变化,增大学习兴趣,增强他们在生产和生活实际中学习和应用化学知识的意识。如在讲乙醇的化学性质时,可先给学生讲了这样一个故事:有个农村青年结婚办喜酒,用铜茶壸炖洒,结果让许多客人身体不适而进了医院,为什么呢?大大激发了学生学习的兴趣。
2、情感共鸣的情境,能促进学生情感发展
新一轮课程改革重要的一个方面是改变学生的学习状态,关注学生的学习过程以及情感、态度、价值观、能力等方面的发展。一个情感共鸣的情境,可以使学生在强烈感情的推动下学习探求,不断地维持、强化和调整学习动力,对教学过程起导引、定向、支持、调节和控制作用。如在《硫酸的工业制法》中的环境保护内容的教学中,可给学生
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播放了有关环保的影视片,当学生亲眼看见环境污染给人类造成的灾害和破坏时,就产生了一种强烈的反感情绪,对环境污染深恶痛绝,非常希望通过自己对有关知识的学习进一步改变这种状况,学习变得更主动更认真。
3、充满悬念的情境,能激发学生主动探索
悬念是一种学习心理机制,它是学生对所学对象感到疑惑不解而又想解决时产生的一种心理状态,对大脑皮层有强烈而持续的刺激作用,好的情境能产生悬念,能激发学生的学习动机和兴趣,开启思路,活跃思维,主动去探索。如在学习盐类水解时,给学生播放消防员手持泡沫灭火器扑灭火灾的片段,使学生顿生悬念:灭火器的基本结构是怎样的?灭火器内部盛放的物质是什么?怎么会产生大量的泡沫与白色浑浊呢?激发学生主动去探究泡沫灭火器的构造和产生CO2气体、白色沉淀的原理。
4、充满疑惑迷茫的情境,能激发学生不断提出问题
爱因斯坦曾也说:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要”。充满疑惑迷茫的情境能使学生产生疑问和惊奇。学生有了疑问, 就不再依赖于既有方法和答案,而打破思维定势的束缚,通过自己的独立思考和判断,发现新问题并提出自己的独特见解。如在学习钠的性质时,让学生将一小粒金属钠放人滴有酚酞试液的水中,当看到金属钠在水面上不停游动并迅速熔化成小球,并发出嘶嘶响声,无色的水变成红色时,学生无不万分高兴。金属钠为什么会游动?为什么能熔成小球?水为什么变红等等问题一起涌来,促使学生个个进入自觉探索问题、寻求答案的良好情境中。
5、充满认知冲突的情境,能培养学生的辩证思维能力
认知冲突是一个人已建立的认知结构与当前面临的学习情境之间暂时的矛盾与冲突,是已有的知识和经验与新知识之间存在某种差距而导致的心理失衡。教学中利用这种失衡使学生产生强烈的探究动机,并通过分析、判断、推理等过程获得对事物的全面正确的认识,培养学生的逻辑思维能力和辩证思维能力。如在学习“硝酸的化学性质”时,让学生往铜中滴加浓硝酸,当学生观察到铜与浓硝酸剧烈反应、溶液变蓝、产生红棕色气体的现象时,便产生了与已有认知(酸与铜不反应)相矛盾的认知冲突,激发学生继续探究硝酸的化学性质,从而获得对硝酸性质的全面正确的认识,培养了辩证思维能力。
6、隐含挑战性问题的情境,能促进学生合作学习
一个隐含挑战性问题的情境,能激发学生以小组或伙伴形式进行协作学习,通过生生、师生间的讨论、学习、交流、共同总结发现问题,解决问题和应用问题的结论,既能让学生体会到群体中自己、他人独立存在的价值,同时也认识到群体协作的意义,培养集体主义精神。如学生在探究了铜和浓硝酸、稀硝酸的反应后,可提出如下具有挑战性问题:在实验室如何用这两个反应应制备一氧化氮和二
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氧化氮?经过学生间“讨论、交流、实验、评价、发现新问题、再讨论、再交流、再实验、再评价”,学生设计出了颇具创新意识且简单可行的装置,如图1和图2所示。 (二)情境创设的实践研究
创设情境就是教师为学生创造具体的环境,启发和激发学生独立提出探索性及求证性问题,形成多向思维的意识,寻找在不同的条件下的多种解决问题的途径,探索可能出现的多种答案。情境应具有三个要素:未知的东西(学习目的,即存在一定的问题),思维动机(想解决这个问题),学生的知识能力水平(即觉察到问题但不知如何解决问题)。因此,创设情境的基本策略是:要对化学原始资料进行加工,尽量隐去介绍化学概念和原理的内容,即“谜底”不要在情境中出现,把那些能够引起学生强烈好奇的现象凸显出来。同时还应遵循下列原则:目的性原则、全体性原则、全面性原则、全程性原则、发展性原则、真实性原则、可接受性原则、自主性原则、实验性原则、时代性原则、思考性原则、趣味性原则、开放性原则、直观性原则等,保证情境能在情境教学中充分地发挥其功能。
化学情境创设的途径和方法有很多,常见的有: 1、通过实验产生奇特现象创设情境
化学实验本身就是一种很好的问题情境,千变万化的实验现象让学生惊奇、诧异和不解。它会使学生对知识产生浓厚的兴趣,提出一系列的新问题,渴望对新问题探究和解决。我们常用演示实验、学生分组实验、多媒体视频或课外科技活动等手段,创设好奇的实验现象,让学生自然进入主动提问、探索知识的情境。如在学习氢氧化侣性质时,先让学生举例说说Al(OH)3在日常生活中的用途,然后顺势提出:如何制取Al(OH)3?通过学生实验后,让学生交流实验现象,并提出了许多个为什么:为什么NaOH溶液过量时Al(OH)3沉淀会溶解? 为什么两种试剂滴加的顺序不同会产生不同的现象?它们是怎样反应的?化学方程式怎么写?如果把NaOH 溶液改为氨水会产生同样的现象吗?Al(OH)3沉淀溶于酸吗?该用什么方法制Al(OH)3等等问题一起涌来。通过讨论得出Al(OH)3具有两性的性质后,教师又让学生在制得NaAlO2溶液中滴入稀盐酸或将NaAlO2溶液滴入稀盐酸中,这时又创设了新的问题情境,引导学生兴趣盎然地持续探究下去。
2、通过介绍科学发现史创设情境
在教学过程中,可以结合课文,穿插一些引人入胜的科学史故事、科学家生活片段,创设一种能使学生情感投入、提问活跃、学习知识、发展智力的良好情境。如在 “常见的酸”教学时,有位教师呈现这样的情境:著名化学家罗伯特·波义尔在一次实验中,不小心将盐酸溅到紫罗兰花瓣上,过一会儿,他惊奇地发现,紫色的花瓣上出现了红点点。学生惊奇:原来指示剂是这样被发现的(兴趣被激发)。老师接着问:波义尔对这一意外的发现,作出了各种假设,经过多次实验验证,探究普遍规律,终于获得成功。对紫罗兰花瓣儿遇盐酸变红的现象,学生提出许多假设和验证的实验方案。经过师生间的讨论,达成了许多共识,同时让学生感受到科学家研究科学的艰辛。
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